自动化系统中最常用的传感器都有哪些？

传感器

传感器可用于确定对象的外部属性，例如位置，距离和接近度。传感器还可用于评估诸如温度和颜色之类的内在特性。设计工程师可以在多种传感器系统中进行选择。在这里，我们来简单看看一些最常见的情况。

有/无传感器

有/无传感器使用非接触技术来检测是否存在感兴趣的对象，并使用电信号将结果报告给控制器或驱动器。由于这些传感器是非接触式的，因此可以最大程度地减少对被测设备和传感器本身的损坏或磨损。需要考虑的关键因素包括温度，环境光，湿气，空气中的微粒，冲击和振动以及其他污染物。另外，某些传感器需要金属靶才能运行。找到一种合适的传感器解决方案，将有利于达到应用所需的精度，分辨率，寿命和成本目标。

距离测量传感器

飞行时间测量可用于检测到对象的距离或其位置。最初，光学飞行时间测量需要基于激光的传感器。现在很多制造商已经开发了基于LED的系统。飞行时间的测量也可以使用超声波传感器进行。

颜色传感器

在许多应用中，颜色检测非常重要。颜色传感器提供了定量方法，可以分析从标签到纺织品到油漆的多种颜色。颜色传感器分析从表面反射的光的光谱含量，并将其与内部参考进行比较以获得结果。在这些应用中，环境照明的光的颜色特别重要，因为反射光谱只是所有入射光的一个部分，所以一定要注意。

状态监测传感器

现代制造业将重点在于提升最大化设备工作效率和增加正常运行时间上。状态监视是实现此目标的重要工具。状态数据可洞察设备，设施甚至所生产产品的健康，运行和性能。通常包括温度，压力，湿度，振动以及电流或电压等因素。例如，电动机温度升高可能表示润滑剂损坏。泵的振动频谱中出现尖峰可能会突出叶片的腐蚀。电流消耗增加可能表明轴承或齿轮磨损。借助种种反馈，维护团队可以更有效地发现和排除故障，并预防可能发生的故障。

数据传感器

某些应用需要传送有关正在制造的产品的信息。例如，在汽车装配线上，可以使用数据传感器读取订单的规格，以从生产线上自动的选择客户订制的装饰和颜色。数据传感器还可以提供有关资产的信息，以进行跟踪或维护。数据传感器类型包括条形码，QR码和RFID标签。可以读取数据并将其保存到控制器，然后可以将其显示在HMI上，用于制造操作，或与传感器数据相关联以导出到维护或管理系统。

标记传感器

标记传感器是专用传感器，设计用于检测放置在材料上的标准标记，通常用于指导印刷和包装等操作。该系统也称为对比度传感器，与自动化中使用的标准机器视觉系统不同。这些传感器根据对比度而不是颜色或图案来评估。系统将图像转换为灰度。然后，它将视场中的每个区域与某个设置的切换阈值进行比较。根据算法，软件会寻找高于或低于切换阈值的对比度。标记传感器通常使用白光LED进行照明，并使用超高速光电传感器提供数十微秒的响应时间。

光电传感器

光电传感器或光学传感器利用与被测物体相互作用引起的光束变化。光电传感器由产生光信号的发射器和检测光信号的接收器（通常是光电二极管）组成。光电传感器可分为对射型或反射型。反射型光电传感器可以进一步细分为漫反射型和镜向反射型。在对射传感器中，发射器和接收器放置在目标物体的相对两侧。光束要么穿过探测器，要么被阻挡。这种类型的配置适合于检测组件的存在或不存在，或检查其位置。对射光传感器的检测往往更准确。它们使用非常窄的光束，并具有很高的信噪比。它们可以用于多种位置，例如对角线。不利的一面是，它们更难以安装和对齐。它们需要发射器和接收器的空间，从而增加了占位面积。在反射模式下，发射器和接收器位于对象的同一侧，位于同一位置或彼此直接相邻。光从发射端发射，从被测物体反射回接收端。当光直接从被测物体的表面反射时，系统可以捕获吸收光谱，从而提供有关材料的信息。或者，传感器可以简单地记录物体的存在或不存在。更复杂的版本可以测量距离甚至速度。如果被测物表面是高度散射的，则信号强度可能不足以被检测到。在这些情况下，镜反射传感器可能是更好的解决方案。反射镜的设计是用来将足够的光信号直接反射回检测器的反射组件。光电传感器可以包含LED，漫射源或激光源（例如发光二极管）。可用于距离测量，物体检测和接近感应。根据应用条件，应使用特定的颜色或光谱带来优化结果。

光纤传感器

光纤传感器一般是坚固，经济，易于部署的光学传感器解决方案。与传统的光电传感器一样，它们包括发射器和接收器。与常规系统不同，它们不使用自由空间光学器件。取而代之的是，将光限制在光纤中，以用于从源到对象的传输以及将捕获的信号返回到接收器。光纤传感器在恶劣的环境（例如高温或高污染）中特别有用。光纤使信号源，接收器和电子设备的位置可以安全地远离不利条件。紧凑的尺寸还可以将传感器应用于不适合常规传感器空间的区域。

电容式传感器

电容传感器检测传感器端和目标物体之间的电容变化。电容值随检测物体的大小和距离而变化。这类传感器是简单且固态的。它们可用于金属物体，树脂，液体和粉末。不利的一面是，它们会受到温度，偏移，周围物体以及电源和信号电缆的EMI等因素的强烈影响。

电感式传感器

电感传感器基于电涡流可以检测被测体和传感器探头端面相对位置的原理。传感器中的检测器线圈会产生一个交流磁场以进行读出。

电涡流传感器只能与金属物体一起使用。存在各种类型的电涡流传感器，包括设计用于铝的版本。传感器是非接触式的，它们非常坚固，通常不会渗入油和灰尘等污染物。不利之处在于它们仅限于金属，主要是黑色金属。

磁性传感器

磁性接近传感器由受磁铁控制的舌簧开关组成。当安装在被测物体上的磁铁靠近磁簧开关时，该开关闭合。磁性接近传感器不受EMI的影响。它们也不受油和灰尘等污染物的影响。

射频识别RFID传感器

系统将数据从加标签的对象传递到RFID读取器。RFID系统由两部分组成：RFID标签和RFID阅读器或询问器。标签可以是只读的，一次写可以多次读，或者读/写。标签分为主动，被动或带电池辅助的被动。无源标签需要由有源读出设备发出的RF信号询问。读取设备必须靠近标签才能成功读取。带有电池辅助功能的无源标签可以发送更远距离的数据。有源标签包括电源，以便标签可以将其数据广播到读取器。类似地，读出设备可以分类为有源或无源。通常，无源标签与有源阅读器配对，反之亦然。对于涉及更大距离或干扰的应用，有源标签有源传感器系统可能是最佳选择。

超声波传感器

超声波传感器使用超声波来计算检测端面到物体的距离或记录物体的存在。超声波传感器可以在透射或反射模式下运行。在反射模式下，源和接收器位于被测物体的同一侧，物体将入射信号反射回接收器。这些类型的传感器可用于检测目标物体的存在或不存在。或者，他们可以使用飞行时间计算来测量距离。超声波传感器非常坚固。它们在恶劣的条件下（例如污染，冲击和振动，空气中的颗粒物等）表现良好。对于大多数传感器应用（包括距离测量，液位感应和有无感应），超声波是一项很好的技术。不利的一面是它们可能比较昂贵。